Fluorul este utilizat pe scară largă ca agent de gravare în industrii precum semiconductori și fotovoltaice, provenind în principal din acidul fluorhidric (HF) și acidul fluorhidric tamponat (BHF). Fluorul liber în exces este toxic pentru organisme și trebuie îndepărtat din apele uzate industriale. Ovivo, o companie canadiană, a dezvoltat un co-proces cu membrană ceramică pentru tratarea apei-conținând fluor (în special a apei uzate care conține HF-). În condiții acide (pH mai mic sau egal cu 4), carbonatul de calciu reacţionează cu ionii de fluorură din apa reziduală pentru a forma particule de fluorură de calciu (CaF₂); aceste particule sunt apoi separate de apa uzată tratată prin filtrare cu membrană ceramică.
I. Tehnologii de defluorizare existente:
- Metoda de precipitare a fluorurii de calciu (Metoda calcitului/Metoda de cristalizare)
- Cel mai des folosit: Precipitare de var + Proces de coagulare/floculare + Precipitare
- Adsorbție de alumină, schimb de ioni
II. Dezavantajele proceselor tradiționale:
- CaF₂ generat este o pulbere fină, care necesită adăugarea de coagulanți.
- Amprenta mare a sistemului.
- Conținut ridicat de impurități, rezultând o valoare scăzută de utilizare a resurselor de nămol de CaF₂.
- Consum mare de reactiv.
Prin urmare, este nevoie de un proces îmbunătățit care să fie stabil, cu costuri reduse-, să necesite mai puțin spațiu și să aibă un consum redus de reactiv și energie.
Miezul procesului de defluorurare bazat pe membrană ceramică{0}}constă în reacția carbonatului de calciu (CaCO₃) cu ionii de fluor (în special HF) în apă în condiții acide (pH mai mic sau egal cu 4) pentru a genera particule de fluorură de calciu (CaF₂).
III. Principii cheie
- Particulele de carbonat de calciu acționează ca cristale de semințe, iar CaF₂ crește pe suprafața lor.
- Nucleele de carbonat de calciu rămân în interiorul particulelor, formând particule de CaF₂ cu diametru mare-care se depun cu ușurință.
- Particulele mici de CaF₂ care nu cresc pe cristalele semințe sunt reținute de membrană.
- Nu sunt necesari coagulanti sau floculanti.
IV. Condiții de proces
1.Control pH
- pH optim de reacție: mai mic sau egal cu 4, de preferință mai mic sau egal cu 3,5.
- pH-ul va crește la slab acid (aproximativ 5-7) în timpul reacției.
2.Adaos de carbonat de calciu
- Formă: pulbere sau suspensie
- Dimensiunea particulelor de pulbere: D90 Mai mică sau egală cu 1 mm, de preferință Mai mică sau egală cu 0,1 mm
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3.Timp de reacție
- Temperatura camerei, în condiții de agitare: 5-60 minute, de preferință 20-40 minute.